CHAUFFAGE À LA BIOMASSE FORESTIÈRE d'une... · leur apport à ce document et plus particulièrement, Amélie St-Laurent-Samuel, Nature Québec, Evelyne Thiffault, Université Laval,

CHAUFFAGE À LA BIOMASSE FORESTIÈRE

Par :

Service Forêt-Énergie,

filiale de la Fédération

québécoise des

coopératives forestières

Mars 2018

Intégration de la biomasse forestière – Coopératives d’habitation Document produit par Service Forêt-Énergie, filiale de la FQCF Document version finale - mars 2018

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Remerciements

Ce portrait sommaire des principaux aspects techniques, économiques, environnementaux et

sociaux associés à l’utilisation de la biomasse forestière est tiré de nombreux documents réalisés

par différents collaborateurs et collaboratrices avec qui la Fédération québécoise des coopératives

forestières a travaillé au cours des dix dernières années. Plusieurs photos présentées proviennent

aussi de ces collaborations. Nous tenons donc à remercier tous ceux et celles qui reconnaîtront

leur apport à ce document et plus particulièrement, Amélie St-Laurent-Samuel, Nature Québec,

Evelyne Thiffault, Université Laval, Luc Desrochers, FPInnovations ainsi que le personnel de la

Coopérative forestière de la Matapédia.

Rédaction

Eugène Gagné, ing.f., dir. adj. et du développement, Fédération québécoise des coopératives

forestières (FQCF)

Louka Thibeault, ing., conseiller en énergie, Service Forêt-Énergie

Révision linguistique

Caroline Larochelle et Cathy Gagnon, secrétaires et réceptionniste, Fédération québécoise des

coopératives forestières (FQCF)

Contacts

Eugène Gagné, ing.f. dir. adj. et dir. du développement

Fédération québécoise des coopératives forestières

3375 Chemin Sainte-Foy, bureau 350

Québec (Québec) G1X 1S7

418 651-0388, poste 330 [email protected]

Louka Thibeault, ing., conseiller en énergie

Service Forêt-Énergie

3375 Chemin Sainte-Foy, bureau 350

Québec (Québec) G1X 1S7

418 651-0388, poste 327 [email protected]

mailto:[email protected]

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Chauffage à la biomasse forestière – Portrait sommaire Coopératives d’habitation

Table des matières

Table des matières ........................................................................................................ ii 1 INTRODUCTION ....................................................................................................... 10

2 LES BÉNÉFICES DE L’UTILISATION DE LA BIOMASSE FORESTIÈRE .............. 11 2.1 Bénéfices économiques .............................................................................................. 11

2.1.1 Réduction des coûts de chauffage ......................................................................................................... 11

2.1.2 Maintien et création d’emplois + balance commerciale ........................................................................ 13

2.2 Bénéfices environnementaux ...................................................................................... 13

2.2.1 Réduction des émissions de gaz à effet de serre ................................................................................... 13

2.3 Bénéfices sociaux ....................................................................................................... 14

2.3.1 Indépendance énergétique .................................................................................................................... 14

2.3.2 Sécurité énergétique .............................................................................................................................. 15

3 LE COMBUSTIBLE .................................................................................................. 15 3.1 Disponibilité annuelle de la ressource ......................................................................... 16

3.2 Types .......................................................................................................................... 18

3.2.1 Plaquette ................................................................................................................................................ 18

3.2.2 Granulé ................................................................................................................................................... 18

3.3 Caractéristiques .......................................................................................................... 20

3.3.1 Pouvoir calorifique inférieur (PCI) .......................................................................................................... 20

3.3.2 Granulométrie ........................................................................................................................................ 21

3.3.3 Masse volumique ................................................................................................................................... 22

3.3.4 Contaminants et cendre ......................................................................................................................... 24

3.4 Chaines d’approvisionnement ..................................................................................... 24

4 LA CHAUFFERIE AUTOMATISÉE .......................................................................... 25 4.1 Réserve de combustible .............................................................................................. 26

4.2 Système d’alimentation ............................................................................................... 30

4.3 Chaudière ................................................................................................................... 30

4.3.1 Types de foyer ........................................................................................................................................ 30

4.3.2 Échangeur de chaleur ............................................................................................................................. 31

4.3.3 Système de traitement des fumées et de récupération des particules fines ......................................... 32

4.3.4 Extraction de la cendre .......................................................................................................................... 33

4.3.5 Système de contrôle de la combustion et des autres équipements ...................................................... 34

4.3.6 Système de distribution d’énergie ......................................................................................................... 34

5 LE RÉSEAU DE CHALEUR ..................................................................................... 35 5.1 Fonctionnement et composantes................................................................................. 35

6 OPÉRATION ET MAINTENANCE ............................................................................ 35 7 DES EXEMPLES DE PROJETS ............................................................................... 36

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7.1 Conditions favorables à l’implantation ......................................................................... 39

7.2 Programmes d’aide ..................................................................................................... 40

7.3 Analyse préliminaire pour un cas existant ................................................................... 41

7.4 Analyse préliminaire pour un cas à construire ............................................................. 44

7.5 Analyse préliminaire pour un réseau de chaleur de plusieurs bâtiments...................... 45

7.6 Étapes de réalisation d’un projet de conversion .......................................................... 47

8 CONCLUSION .......................................................................................................... 48

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Liste des tableaux

Tableau 1 – Normes d’émissions de particules pour appareil de combustion ...... 32 Tableau 2 – Estimation préliminaire du coût : projet biomasse – cas existant ...... 43 Tableau 3 – Estimation préliminaire du coût : projet biomasse – cas à construire 45

Tableau 4 – Comparaison d’une chaufferie biomasse centrale fonctionnant au granule vs plaquettes ............................................................................................. 47

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Liste des figures

Figure 1 – Comparaison des coûts de l’énergie pour le chauffage ............................................ 12

Figure 2 – Comparaison : scénario de référence (combustible fossile) et scénario bioénergie .. 14

Figure 3 – Composition de la biomasse forestière résiduelle ..................................................... 15

Figure 4 – Biomasse de CRD .................................................................................................... 16

Figure 5 – Plaquettes forestières ............................................................................................... 18

Figure 6 - Granulé standard ...................................................................................................... 19

Figure 7 – Granulé torréfié produit par Airex Énergie inc. .......................................................... 19

Figure 8 – Variation du PCI inférieur en fonction de la teneur en eau de la biomasse. .............. 20

Figure 9 – Exemple de normes granulométriques applicables à la plaquette. ............................ 22

Figure 10 – Conditionnement à l’air libre et sous abri. ............................................................... 25

Figure 11 – Schéma des composantes d’une chaufferie automatisée. ...................................... 26

Figure 12 – Réserve de plain-pied avec racleurs carrossables, CSSS de Kamouraska. ............ 28

Figure 13 – Réserve en fosse avec pont de déchargement, CSSS Montmagny. ....................... 28

Figure 14 – Exemple de réserve en fosse avec dessileur rotatif. ............................................... 29

Figure 15 – Réserve en fosse avec toit rétractable, Saint Gilbert. ............................................. 29

Figure 16 – Systèmes d’alimentation – Désilleur avec vis et racleurs. ....................................... 30

Figure 17 – Remorque adaptée à l’extraction automatisée de la cendre. .................................. 34

Figure 18 – Schéma d’un réseau de chaleur. ............................................................................ 35

Figure 19 – Multi logements français chauffé avec de la biomasse. .......................................... 36

Figure 20 – Chaufferie à la biomasse de la Cité Verte de Québec. ........................................... 37

Figure 21 – Alimentation en granule entre le silo (réserve) et les chaudières. ........................... 37

Figure 22 – Vue de trois des quatre chaudières à la biomasse de 1 250 kW de la Cité Verte.... 38

Figure 23 – Salle de contrôle des équipements de production de chaleur – Cité Verte.............. 38

Figure 24 – Vue aérienne du multi logements – analyse préliminaire d’un cas existant. ............ 41

Figure 25 – Vue en 3D du multi logements, de la chaufferie modulaire et de la réserve. ........... 42

Figure 26 – Modèle de chaudière en cascade fonctionnant au granule de bois. ........................ 42

Figure 27 – Modèle de chaudière en cascade fonctionnant au granule de bois. ........................ 43

Figure 28 – Blocage d’espace - Installation de chaudières (2 x 56 kW) à granule de bois. ........ 44

Figure 29 – Exemple d’un réseau de chaleur potentiel. ............................................................. 46

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Liste des annexes ANNEXE 1 – Schéma de principe – réseau chaufferie biomasse et chaufferie existante

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Glossaire

Biomasse forestière résiduelle : La biomasse forestière résiduelle est un terme général utilisé pour représenter trois grandes catégories de produits de bois issus d’activités de récolte, de transformation ou associées à des travaux de construction. Ainsi, lors de la récolte d’un arbre, aux fins d’approvisionnement d’une scierie pour la fabrication de bois de construction, de meubles, planchers ou autres, les parties de l’arbre, qui ne pouvent être utilisées (courbure, faible diamètre, branche, etc.) par la scierie et qui sont généralement abandonnées en forêt, constituent la biomasse forestière résiduelle. À la scierie, la sciure, les copeaux, les écorces et la raboture font aussi partie de la biomasse forestière résiduelle. Enfin, lors de travaux de construction, de rénovation ou de démolition, toutes les composantes en bois sont également considérées comme étant de la biomasse forestière résiduelle.

Chaudière : Une chaudière est un équipement muni d’un foyer, où s’effectue la combustion et la production

de chaleur, et d’un échangeur thermique permettant à la chaleur produite d’être transférée à un liquide (eau

ou mélange eau/glycol). Ce liquide (eau chaude ou vapeur) est alors transporté vers les équipements de

distribution (calorifère, aérotherme ou autres) de l’énergie dans les pièces ou lieux nécessitant du

chauffage.

Circuit-court : Un circuit-court est un terme utilisé pour indiquer qu’un bien est produit localement et

consommé localement. C’est généralement le cas pour la biomasse forestière résiduelle contrairement aux

combustibles fossiles, lesquels proviennent de l’extérieur du Québec.

Générateur d’air chaud : Le générateur d’air chaud ou fournaise est l’équivalent de la chaudière à la

différence que l’échange thermique se fait avec de l’air plutôt qu’avec un liquide. Un système de conduits

d’air chaud transporte la chaleur produite dans l’ensemble du bâtiment.

Granulé : Le granulé est du bois réduit en poudre, séché et compressé pour le densifier. Il se présente

sous forme d’un petit cylindre d’une longueur variant de 1,5 à 4 cm.

Groupe électrogène : Un groupe électrogène ou génératrice est un équipement servant à produire de

l’électricité à partir d’un moteur alimenté avec de l’essence ou du diesel.

Masse volumique : La masse volumique ou densité volumique représente la masse d’un composé d’un

volume donné. Elle est généralement exprimée en kg/m³.

Plaquette : La plaquette est un combustible de bois qui se présente sous forme de copeaux de différentes

dimensions et de différentes caractéristiques. Chaque type ou catégorie de chaudières demande une

plaquette qui lui est appropriée et qui correspond à certaines normes.

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Acronymes utilisés

ASME : Société américaine d’ingénieurs en mécanique (American Society of Mechanical Engineers) BTU : British Thermal Unit (unité de mesure d’énergie thermique) CECOBOIS : Centre d’expertise sur la construction commerciale en bois CO2 : symbole chimique correspondant au gaz carbonique CQCH : Confédération québécoise des coopératives d’habitation CRD : Construction, rénovation et démolition (résidus de bois) CSA : Association canadienne de normalisation (Canadian Standards Association) CSSS : Centre de santé et de services sociaux CTCB : Centre de transformation et de conditionnement de la biomasse forestière 0C : Degré Celsius FPFQ : Fédération des propriétaires forestiers du Québec FQCF : Fédération québécoise des coopératives forestières GES : Gaz à effet de serre GJ : Gigajoule (unité de mesure d’énergie) H0 : taux d’humidité kJ : Kilojoule (unité de mesure d’énergie) kg : Kilogramme kg/m³ : Kilogramme par mètre cube (unité de mesure de la densité) kPa : Kilopascal kW : Kilowatts (unité de mesure de la puissance) kWh : Kilowatts-heure (unité de mesure d’énergie) M : Million (million de tmv ou tma ou $, etc.) mm : Millimètre m³app./m³s : Mètre cube apparent par mètre cube solide (espace total occupé par un produit incluant l’air contenu entre les composantes du produit par rapport à l’espace occupé par le produit seul) MDDELCC : Ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques MFFP : Ministère des Forêts de la Faune et des Parcs MJ : Mégajoules (unité de mesure d’énergie) MW : Mégawatts (unité de mesure de la puissance) NOx : Différents oxydes d’azote OPAC : Offices publics d’aménagement et de construction (organisme français) PCI : Pouvoir calorifique inférieur PCS : Pouvoir calorifique supérieur SPEDE : Système de plafonnement et d’échanges de droits d’émissions du gouvernement du Québec TEQ : Transition énergétique Québec (organisme gouvernemental québécois responsable des programmes d’efficacité énergétique et du développement) t : tonne de 2 000 livres t éq.CO2 : Tonne équivalente en gaz carbonique tm : Tonne métrique sans égard au taux d’humidité tma : Tonne métrique anhydre tmv : Tonne métrique verte (un arbre fraîchement coupé dit « vert » a un taux d’humidité d’environ 50 %) VBQ : Vision Biomasse Québec

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Table d’équivalences

Énergie 1 kWh = 3 412 BTU 1 kWh = 3 600 kilojoule (kJ) 1 kWh = 3,6 mégajoule (MJ) 1 kWh = 0,0036 gigajoule (GJ) 1 MJ = 0,2777 kWh 1 GJ = 277,77 kWh

Pouvoir calorifique supérieur (PCS) Références : Transition énergétique Québec pour les combustibles fossiles et FPInnovations pour la biomasse)

Combustibles fossiles 1 litre de mazout léger = 10,69 kWh 1 litre de propane = 7,03 kWh 1 m³ de gaz naturel = 10,53 kWh

Biomasse 1 kg de plaquette anhydre (H0 = 0 %) = 5,69 kWh 1 tma de plaquette = 5 690 kWh 1 tmv (H0 = 50 %) = 2 545 kWh 1 tm H0 = 30 % = 3 803 kWh 1 kg de granulé (H0 = 6,5 %) = 5,27 kWh 1 tm de granulé (H0 = 6,5 %) = 5 270 kWh 1 t de granulé (H0 = 6,5 %) = 4 780 kWh

Pouvoir calorifique supérieur (PCI) Références : Ressources naturelles Canada pour les combustibles fossiles et FPInnovations pour la biomasse)

Combustibles fossiles 1 litre de mazout léger = 10,03 kWh 1 litre de propane = 6,47 kWh 1 m³ de gaz naturel = 9,37 kWh

Biomasse 1 kg de plaquette anhydre (H0 = 0 %) = 5,33 kWh 1 tma de plaquette = 5 330 kWh 1 tmv (H0 = 50 %) = 2 365 kWh 1 tm H0 = 30 % = 3 551 kWh 1 kg de granulé (H0 = 6,5 %) = 4,94 kWh 1 tm de granulé (H0 = 6,5 %) = 4 940 kWh 1 t de granulé (H0 = 6,5 %) = 4 490 kWh

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Chauffage à la biomasse forestière – Portrait sommaire Coopérative d’habitation

1 INTRODUCTION

Au Québec, la production d’énergie thermique (chauffage), à partir de l’utilisation de la biomasse

forestière (plaquette ou granulé), suscite de plus en plus d’intérêt. En effet, cette source

d’énergie et ce mode de chauffage avec des équipements complètement automatisés

intéressent un nombre croissant de gestionnaires de bâtiments institutionnels et commerciaux.

De même, de nombreuses industries, dont la consommation énergétique de leurs procédés

utilisant la vapeur, l’eau chaude ou la chaleur, est grande s’y intéressent particulièrement. En

fait, ces industries considèrent qu’il est particulièrement avantageux de remplacer des systèmes

de chauffage fonctionnant aux énergies fossiles (mazout ou gaz) par des chaudières qui

utiliseront un combustible vert, économique et abondant dans la majorité des régions du

Québec. Si la biomasse forestière offre de nombreux atouts en tant que combustible, c’est,

entre autres, parce que les technologies modernes permettent d’en tirer le meilleur parti

possible.

La Confédération québécoise des coopératives d’habitation (CQCH) s’intéresse à l’intégration

de bonnes pratiques de développement durable dans les coopératives d’habitation. Des travaux

ont été menés avec CECOBOIS afin de voir comment intégrer plus de bois dans les bâtiments

d’habitation, un matériau permettant de stocker du carbone en plus de permettre d’éviter des

émissions lorsqu’il substitue de l’acier ou du béton. La CQCH voit aussi une opportunité

d’améliorer le bilan carbone des bâtiments d’habitation en utilisant la biomasse forestière pour le

chauffage en remplacement des énergies fossiles. C’est dans ce contexte que la CQCH a

demandé à la Fédération québécoise des coopératives forestières (FQCF), fortement impliquée

dans le développement de la filière de la chauffe à la biomasse forestière depuis une dizaine

d’années, de lui tracer sommairement les principaux aspects techniques, économiques,

environnementaux et sociaux associés à l’utilisation de la biomasse forestière. De plus, le

mandat comporte également une analyse des conditions gagnantes au succès d’un projet de

conversion ainsi que quelques exemples de projets.

Rapport – Intégration de la biomasse forestière dans les coopératives d’habitation Page [11] Produit par Service Forêt-Énergie Document version finale - mars 2018


2 LES BÉNÉFICES DE L’UTILISATION DE LA BIOMASSE FORESTIÈRE

L’utilisation de la biomasse forestière1 pour la production de chaleur offre de nombreux

bénéfices tel que présentés ci-dessous. Il est aussi intéressant de noter que cette filière

bioénergétique de l’utilisation de la biomasse forestière arrive en tête de peloton, devant la

production de biocarburant ou de biogaz, et aussi devant la génération d’électricité pour ce qui

est du bilan énergétique (filière ayant le meilleur ratio : énergie dépensée pour obtenir une unité

d’énergie utilisable). Cette même filière est aussi celle qui a le plus d’impact sur la réduction des

émissions de gaz à effet de serre lorsqu’elle substitue des combustibles fossiles.

2.1 Bénéfices économiques

2.1.1 Réduction des coûts de chauffage

Le biocombustible solide (plaquette ou granule), produit à partir de la biomasse forestière,

a un coût très compétitif par rapport aux énergies conventionnelles. Il s’agit d’une

ressource abondante, renouvelable, disponible dans toutes les régions forestières du

Québec. Son utilisation exige cependant des investissements plus élevés en matière

d’immobilisations. Les coûts d’opération et d’entretien sont également supérieurs à ceux

des énergies conventionnelles. Néanmoins, si l’on tient compte de l’ensemble des coûts,

l’utilisation de la biomasse est, pour de nombreux projets, moins dispendieuse que les

énergies conventionnelles.

La figure 1 compare les coûts totaux des énergies conventionnelles à ceux de la biomasse

forestière. On peut constater que les biocombustibles, plaquettes (0,033 $/kWh) et

granules (0,056 $/kWh) sont très compétitifs.

De plus, ce qui démarque véritablement la biomasse, c’est la stabilité de son coût à court,

moyen et long termes. En effet, l’amortissement des immobilisations est un coût stable

dans le temps. De plus, les équipements de qualité ont une durée de vie beaucoup plus

longue (± 25 à 30 ans) que les périodes normalement utilisées pour calculer

l’amortissement (± 10 ou 15 ans). Le coût d’entretien et d’opération fluctuera peu, car il

devrait suivre l’indice des prix à la consommation. Enfin, le coût de la biomasse,

particulièrement celui de la plaquette, n’est pas soumis aux importantes fluctuations qui

caractérisent le prix des énergies fossiles sur le plan international. On le voit : la solution

biomasse est garante d’une grande stabilité du coût énergétique dans l’avenir.

La compétitivité de la biomasse forestière est appelée à s’accroître au cours des

prochaines années si on considère les mesures mises en place pour lutter contre les

changements climatiques. En effet, les combustibles fossiles sont soumis au Règlement

1 Voir la définition de biomasse forestière au glossaire



sur le système de plafonnement et d’échanges de droits d’émission du gouvernement du

Québec (SPEDE). En vertu du règlement, tous les grands distributeurs d’énergies fossiles

doivent payer des droits (crédits carbone), depuis le premier janvier 2015, dont le prix

minimal est augmenté annuellement de 5 % + le taux d’inflation. Actuellement, le prix

minimal est de 18,72 $/ t éq.CO2. De son côté, le gouvernement fédéral a instauré une

taxe carbone pour les provinces qui n’ont pas de système en place et celle-ci, en vigueur

en 2018 au taux de 10 $/ t éq.CO2, doit atteindre 50 $ en 2022. La figure qui suit montre

une projection de cet impact, en plus de présenter les coûts des différentes énergies

conventionnelles selon les trois éléments suivants : le coût du combustible ou de

l’électricité, les coûts d’entretien et d’opération et les coûts de l’immobilisation.

Figure 1 – Comparaison des coûts de l’énergie pour le chauffage

Référence : Tirée de « La région de la Capitale-Nationale, un futur leader de la biomasse forestière »



2.1.2 Maintien et création d’emplois + balance commerciale

L’utilisation de la biomasse forestière dans la filière de la chauffe génère beaucoup

d’activité économique localement et elle est créatrice de nombreux emplois. Basée sur

les données de Vision Biomasse Québec2 (VBQ), l’utilisation de 10 000 tonnes métriques

anhydres3 (tma) de biomasse forestière permettrait la création de 125 emplois, en phase

de construction des chaufferies, et 36 emplois récurrents, en approvisionnement et

opération de chaufferies.

La biomasse forestière étant une énergie produite et consommée sur des circuits-courts,

la quasi-totalité des retombées économiques associées à son utilisation bénéficiera au

Québec et même localement, là où se situe les consommateurs. Par ailleurs, on sait que

le mazout, le propane et le gaz naturel proviennent de l’extérieur du Québec et leur

utilisation entraîne des sorties de capitaux importantes affectant la balance commerciale

de la province.

2.2 Bénéfices environnementaux

2.2.1 Réduction des émissions de gaz à effet de serre

La biomasse forestière est une ressource qui se renouvelle constamment en appliquant

les bonnes pratiques de récolte prescrites. Son utilisation en combustion modifie très peu

son cycle normal de recirculation des éléments qui la composent. En effet, la

photosynthèse, qui permet aux plantes et aux arbres de se nourrir et de croître, absorbe

du gaz carbonique (CO2) et de l’eau. Lors de la combustion ou de la décomposition au

sol, ces éléments sont retournés dans l’environnement. Lorsqu’on compare les deux

processus, la différence est essentiellement que la combustion est un processus plus

rapide que celui de la décomposition. Dans le cas des combustibles fossiles, la

combustion dégage aussi rapidement du gaz carbonique (CO2) à l’atmosphère, mais le

recyclage de ce gaz, en de nouveaux combustibles fossiles, est un processus s’étalant

sur des millions d’années. La figure suivante illustre ces processus.

2 http://visionbiomassequebec.org/?page_id=10

3 Une tonne métrique anhydre (tma) ou sèche (0% d’humidité) contient 5 330 kWh d’énergie. Si

on considère une efficacité de 80 % de conversion à la chaudière, 10 000 tma correspondraient à

l’énergie utilisée en chauffage par environ 165 bâtiments d’habitation consommant de ± 32 000

litres de mazout ou 34 500 m³ de gaz naturel chacun.

http://visionbiomassequebec.org/?page_id=10



Figure 2 – Comparaison : scénario de référence (combustible fossile) et scénario bioénergie

On peut noter, à la figure 2 ci-dessus, que le scénario bioénergie permet de

remplacer le CO2, normalement émis lors de la décomposition de la biomasse

forestière laissée au sol, par le même CO2 qui sera émis lors de la combustion

de cette biomasse, alors récupérée et acheminée à une chaufferie. Dans un

cas comme dans l’autre, ce CO2 sera recyclé et réabsorbé par les arbres qui

repoussent. Dans le scénario de référence (utilisation de combustible fossile),

le CO2 de la décomposition est, bien entendu, aussi émis, mais le CO2 émis

par les combustibles fossiles s’ajoute et ira s’accumuler dans l’atmosphère.

2.3 Bénéfices sociaux

2.3.1 Indépendance énergétique

La biomasse forestière étant une énergie locale, elle est très peu ou pas influencée par les

marchés internationaux contrairement aux énergies fossiles. Les coûts de chauffage du

bâtiment de la coopérative et ses membres locataires seront bas et très stables dans le

temps.

CO2

Scénario

Référence

Prélèvement

Transport

Conditionnement

Scénario

Bioénergie

Éclaircie Décomposition Combustion

Années



2.3.2 Sécurité énergétique

Le chauffage à la biomasse offre une grande sécurité énergétique. En effet, le réseau de

distribution est local et très peu vulnérable aux aléas climatiques (crise du verglas) ou aux

conflits internationaux qui peuvent engendrer des difficultés d’approvisionnement. Un

groupe électrogène de capacité adaptée, qui permet de produire l’électricité relativement

faible, requise à faire fonctionner les chaudières ou les générateurs d’air chaud utilisés

pour le chauffage des bâtiments, suffit pour répondre aux besoins en chauffage en tout

temps.

3 LE COMBUSTIBLE

La biomasse forestière peut être de différentes origines. Elle est généralement classée selon

trois grands groupes : la biomasse forestière résiduelle, récupérée lors de la récolte d’un

peuplement forestier, les produits conjoints de la première transformation du bois (scierie) et les

résidus issus des travaux de construction, rénovation et démolition (CRD). La figure suivante

montre les portions d’un arbre qui constituent la biomasse forestière résiduelle selon la définition

du ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs (MFFP). Étant donné l’abondance de

biomasse forestière au Québec, en pratique, seules les portions de tronc de faible diamètre,

avec des courbes ou affectées de défauts les rendant inutilisables par l’industrie de la

transformation sont utilisées actuellement.

Figure 3 – Composition de la biomasse forestière résiduelle

Source : Tirée de L’Allier (2011)



Les produits conjoints du sciage sont les écorces, les sciures, les rabotures et les copeaux. Les écorces sont utilisées dans des chaudières industrielles alors que les autres produits sont utilisés par les papetières, les fabricants de panneaux et les usines de fabrication de granule de bois.

Les résidus issus des travaux de construction, rénovation et démolition (CRD) peuvent se

présenter selon trois produits différents, soit le grade 1 (excluant toute forme de contaminant), le

grade 2 (faiblement contaminé) et le grade 3 (fortement contaminé). Les chaudières de moins de

3 mégawatts (MW), situation généralement observée dans les bâtiments de type « multi

logements », ne peuvent utiliser de biomasse contenant des contaminants. Par ailleurs, il est

très difficile de s’assurer que les centres de tri soient en mesure de bien ségréguer les différents

grades mentionnés et de ne fournir que le grade 1. De plus, vu la nature des CRD, ceux-ci

doivent être fragmentés avec des broyeurs et cela conduit à la fabrication d’un produit

filamenteux ayant un taux élevés de particules fines. Pour ces raisons, l’utilisation de biomasse

ayant pour origine des résidus de CRD n’est pas recommandée pour le type de projet des

coopératives d’habitation.

Figure 4 – Biomasse de CRD

3.1 Disponibilité annuelle de la ressource

La biomasse forestière résiduelle sous forme de plaquette ou de granule de bois est encore peu

utilisée au Québec alors que la disponibilité de la ressource et les capacités de production sont

très importantes. Selon le Forestier en chef du Québec, il y a 15,6 millions (15,6 M) de tonnes

métriques vertes (humides) produites annuellement dans la forêt publique4 sous aménagement.

La proportion de tronc incluse dans cette quantité est d’environ 40 %. La biomasse disponible

annuellement, qui serait la plus intéressante à récolter (les troncs), serait donc de 6,25 M de tmv

(± 3,1 M de tma). En forêt privée, la Fédération des propriétaires forestiers du Québec (FPFQ) a

établi qu’il y avait 3,2 M de tma produites5 annuellement dans la portion du tronc qui ne peut être

utilisée (même partie que celle mentionnée pour la forêt publique). Au total, la production atteint

4 http://forestierenchef.gouv.qc.ca/wp-content/uploads/2017/09/actualisation_quantites_recoltables_biomasse_2017.pdf

5 https://static1.squarespace.com/static/5627eefee4b058ae4b49c572/t/5759a39986db43b3fd71126f/1465492378445/Disponibilite_foret_privee.pdf

http://forestierenchef.gouv.qc.ca/wp-content/uploads/2017/09/actualisation_quantites_recoltables_biomasse_2017.pdf

http://forestierenchef.gouv.qc.ca/wp-content/uploads/2017/09/actualisation_quantites_recoltables_biomasse_2017.pdf

https://static1.squarespace.com/static/5627eefee4b058ae4b49c572/t/5759a39986db43b3fd71126f/1465492378445/Disponibilite_foret_privee.pdf



6,3 M de tma. Cependant, pour de multiples raisons telles que le maintien de la biodiversité, la

protection des sols, les contraintes techniques et économiques, etc., on considère que ± 60 %

de cette quantité est réellement disponible, soit 3,8 M de tma. Cette quantité est similaire à celle

estimée au Plan directeur6 sur la filière, préparé par la FQCF et ses partenaires, qui concluait

que 3,86 M tma était récupérables annuellement. On peut constater, dans cette évaluation, que

toutes les régions du Québec, à l’exception de Montréal et de Laval, sont bien pourvues en

biomasse forestière résiduelle.

Les coopératives forestières membres de la FQCF et leurs partenaires ont mis en place

plusieurs centres de transformation et de conditionnement de la biomasse forestière (CTCB). Ils

sont en mesure d’assurer l’approvisionnement en biocombustible de qualité (plaquette

forestière) contribuant ainsi à assurer également la performance des chaufferies à la biomasse

dont les installations sont en développement. La plupart des régions du Québec sont (ou

peuvent) être desservies sans difficulté.

La biomasse forestière résiduelle est abondante dans presque toutes les

régions du Québec. Des quantités très importantes sont produites

annuellement, mais toujours très peu utilisées. On estime que tout en

assurant une récolte durable et respectueuse de l’environnement forestier,

3,8 millions de tonnes métriques anhydres seraient disponibles au Québec,

soit l’équivalent de 650 000 habitations consommant 25 000 kWh d’énergie en

chauffage par année.

Côté granulé, on retrouve plusieurs producteurs au Québec. Les plus importants sont :

Energex de Lac-Mégantic, Estrie – capacité de production de 160 000 tonnes/an ;

Granule LG de St-Félicien, Saguenay-Lac-St-Jean – capacité de production de

120 000 tonnes/an ;

Lauzon Bois énergétique recyclé de Papineauville, Outaouais – capacité de

production de 70 000 tonnes/an ;

Granules de la Mauricie inc./ Valfei de Shawinigan, Mauricie – capacité de production

de 30 000 tonnes/an ;

Granulco de Sacré-Cœur, Côte-Nord – capacité de production de 30 000 tonnes/an.

Outre ces producteurs majeurs, on rencontre quelques autres producteurs de plus petites

capacités dont :

Industries P.W.I. de St-Hyacinthe, Montérégie

Gestion forestière Abitibi inc. de La Sarre, Abitibi

6 http://www.fqcf.coop/wp-content/uploads/Plan_directeur.pdf

http://www.fqcf.coop/wp-content/uploads/Plan_directeur.pdf



La plupart de ces producteurs sont en mesure de fournir un approvisionnement en vrac sur la

base d’entente contractuelle garantissant les quantités livrées à la chaufferie pour toute la

saison de chauffe.

La capacité de production de granule de bois au Québec dépasse les

500 000 tm et la très grande majorité de la production est destinée au marché

de l’exportation. Plusieurs entreprises productrices font beaucoup d’efforts

pour développer le marché local et québécois du granule pour le chauffage

des multi logements, commerciaux et institutionnels.

3.2 Types

3.2.1 Plaquette

La plaquette forestière est un copeau de bois relativement similaire au copeau produit par

les scieries. La plaquette se distingue par le fait qu’elle est produite à partir de bois non

écorcé (bois de mauvaise qualité ou de diamètres et d’essences non marchands).

Figure 5 – Plaquettes forestières

3.2.2 Granulé

On trouve au Québec, deux types de granulé de bois, le standard et le torréfié.

3.2.2.1 Standard

Le granulé standard est un petit cylindre de bois compressé dont la production au Québec

est généralement faite à partir de sciure et/ou de raboture de bois. Ces produits sont

finement broyés et ils sont compressés dans l’équipement de granulation pour atteindre

une densité supérieure à 650 kg/m³ (H0 < 10 %7) peu importe l’essence du bois d’origine.

7 La plupart des manufacturiers importants du Québec mentionne que leur granulé a un taux

d’humidité inférieur à 5 %.



Figure 6 - Granulé standard

3.2.2.2 Torréfié Le granulé torréfié est un produit aux dimensions similaires au granulé standard sauf que

le bois finement broyé est traité avant d’être compressé dans le même type d’équipement

de granulation. Le traitement de torréfaction est un traitement à une température d’environ

300 0C en quasi absence d’oxygène. L’effet du traitement est d’éliminer l’eau et certains

composés volatiles. On concentre alors l’énergie contenue dans le produit final tout en

rendant le produit hydrophobe (cette caractéristique peut varier légèrement selon le

procédé, mais elle est généralement suffisamment présente pour conférer au produit une

grande stabilité dans des conditions raisonnables de transport et d’entreposage). Ce type

de granulé, plus cher, ne présente pas réellement d’intérêt pour des projets de chaufferie

dans des multi logements à moins d’envisager des conditions particulièrement

contraignantes d’entreposage. Cela dit, des informations plus détaillées comparant ce

produit aux autres ne sont pas présentées dans ce document. Mentionnons toutefois que

le granulé torréfié a une densité similaire au granulé standard, mais que son pouvoir

calorifique inférieur8 est plus élevé (de 10 à 15 %) dépendamment du taux d’humidité que

contient chacun des produits.

Figure 7 – Granulé torréfié produit par Airex Énergie inc.

8 Le pouvoir calorifique inférieur ou PCI est la quantité de chaleur dégagée par

la combustion complète d'une unité de combustible, la vapeur d'eau se dégageant de cette

combustion étant supposée être non condensée et la chaleur contenue dans cette vapeur d’eau

non récupérée.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Combustion

https://fr.wikipedia.org/wiki/Vapeur_d%27eau



L’entreprise Airex Énergie inc., dont l’usine est située à Bécancour, serait actuellement la

seule à produire ce type de granulé au Québec.

La plaquette et le granulé sont les deux types de biocombustible solide

utilisé dans les chaudières ou générateurs d’air chaud complètement

automatisés. Ces biocombustibles ont des caractéristiques spécifiques,

décrites ci-après, que les utilisateurs doivent exiger et que les fournisseurs

doivent respecter.

3.3 Caractéristiques

3.3.1 Pouvoir calorifique inférieur (PCI)

Le pouvoir calorifique inférieur (PCI) est l’énergie brute contenue dans la biomasse. Il est

généralement exprimé en mégajoules (MJ) ou kilowatts-heures (kWh) par kilogramme (kg)

ou par tonne métrique sur base sèche (tma) ou humide (tmv).

3.3.1.1 Plaquette

Le pouvoir calorifique moyen de la plaquette forestière est de 5 330 kWh par tonne

métrique anhydre ou 5,33 kWh/kg sur base sèche. Le PCI du bois varie quelque peu

selon l’essence d’arbre, mais on ne considère généralement que la donnée moyenne. La

plupart des projets de chaufferie dans des multi logements devraient nécessiter des

installations dont la puissance (kW) sera inférieure à 500 kW. Ce type de chaudière

requiert un produit dont le taux d’humidité sera inférieur à 35 % et idéalement entre 20 et

30 %. Il est à noter que le PCI de la biomasse forestière varie avec le taux d’humidité

comme le montre la figure suivante. Ainsi, un kilogramme de biomasse ayant une teneur

en humidité de 35 % aura un PCI de 3,25 kWh, alors qu’à un taux de 20 % il sera de

4,14 kWh.

Figure 8 – Variation du PCI inférieur en fonction de la teneur en eau de la biomasse.



Le taux d’humidité est un facteur clé à connaître, car il influence

directement la quantité d’énergie contenue dans un kilogramme ou une

tonne de plaquette ou de granulé. L’utilisateur, qui achète une tonne de

plaquette ou de granulé, achète en réalité du bois (l’énergie) et une

certaine quantité d’eau. Il est donc important que l’information sur le

taux d’humidité soit connue. C’est pourquoi les transactions se font

souvent à la tonne métrique anhydre (taux d’humidité = 0 %).

3.3.1.2 Granulé standard

Les informations colligées pour les principaux producteurs de granulé du Québec montrent

des taux d’humidité variant de 4,5 % à 7 %. Les PCI indiqués le sont tous sur base sèche

et varient de 5,35 à 5,5 kWh/kg. Tel que mentionné précédemment, on utilise

généralement 5,33 kWh/kg. C’est donc sur le taux d’humidité qu’il est nécessaire de porter

son attention. À un taux d’humidité de 4,5 %, le produit d’un fournisseur aura un PCI de

5,06 kWh/kg et, à un taux de 8 %, il sera de 4,85 kWh/kg, soit 4 % plus d’énergie avec le

produit plus sec.

Le granulé se transige généralement à la tonne métrique sans égard au

taux d’humidité. Comme on a vu que le taux d’humidité est un facteur clé

permettant d’identifier l’énergie contenue dans un biocombustible, il est

essentiel de porter attention sur le taux d’humidité ou sur le pouvoir

calorifique inférieur certifié du fournisseur du granulé pour réellement

comparer les prix.

3.3.2 Granulométrie

La granulométrie fait référence aux caractéristiques physiques du combustible biomasse

(largeur, longueur, épaisseur, friabilité, pourcentage de particules fines, proportion des

produits de certaines dimensions). Le granulé est un produit plus uniforme et davantage

standardisé9 que la plaquette. De plus, le granulé qu’on retrouve sur le marché québécois

est actuellement un produit qui répond à des exigences relativement restrictives puisqu’il

est destiné aux appareils de chauffage résidentiels. Les caractéristiques sont les

suivantes :

Diamètre : 6 à 7,25 mm

Longueur : < 40 mm

Dureté : < 96,5 %

Taux de particules fines (particules de taille < 3,15 mm): < 0,5 %

9 Il est à noter que différentes normes existent pour caractériser les biocombustibles solides, et

ce, tant pour le granulé que pour la plaquette.



Les équipements automatisés (chaudière ou générateur d’air chaud) adaptés au

chauffage de multi logements sont en mesure d’utiliser du granulé de type industriel.

Quoi qu’il en soit, il est important de s’assurer que le combustible utilisé corresponde aux

exigences du fabricant.

Pour ce qui est de la plaquette, les bons fabricants exigent le respect de caractéristiques

spécifiques qui assureront le bon fonctionnement de leurs équipements. Différentes

normes européennes relativement similaires sont généralement utilisées. Voici l’une

d’entre elles :

Figure 9 – Exemple de normes granulométriques applicables à la plaquette.

Dans la norme présentée ci-dessus, la classe P16 ou mini-plaquette indique que 80 %

(fraction principale P ou proportion de la quantité) de la masse du biocombustible doit

avoir une longueur se situant entre 3,15 mm et 16 mm. Au plus un pourcent de la masse

peut avoir une longueur plus grande ou égale à 45 mm et aucune mini-plaquette doit

avoir une dimension supérieure à 85 mm.

Les coopératives forestières membres de la FQCF et leurs partenaires sont en mesure

de produire ce type de combustible à partir de leur CTCB.

3.3.3 Masse volumique

La masse volumique correspond au poids de la biomasse pour un volume donné (kg par

m³ de produit dans une réserve (ex. : un silo). Selon le type de produit, l’espace

d’entreposage de celui-ci sera occupé par le produit lui-même, mais aussi par les espaces

d’air entre les différentes particules composant le produit. Le facteur de foisonnement est

le terme utilisé pour tenir compte de l’espace (m³ apparent) occupé par un produit versus

l’espace occupé par le même produit qui serait un bloc homogène (m³ solide) non

fragmenté (ex. : un bloc de bois ou une roche versus ces produits fragmentés et réduits en

plaquette ou en pierre concassée). Le facteur de foisonnement du granulé est de l’ordre

de 1,1 m³ apparent/m³ solide (m³app./m³s.) alors que celui de la plaquette est environ de

2,5 m³app./m³s.

Par ailleurs, on sait que chaque essence de bois a une densité spécifique. L’érable à

sucre est plus dense (620 kg/m³) que le peuplier (380 kg/m³) ou les résineux



(± 400 kg/m³), par exemple. La granulation, de son côté, a pour effet de rendre uniforme la

densité du produit, peu importe l’essence, soit ± 650 kg/m³s.

Si on combine le foisonnement et la densité des produits, on obtient, qu’une tonne sèche

ou anhydre des produits suivants nécessite les espaces respectifs indiqués ci-dessous :

Granulé : 1,69 m³

Plaquette d’érable à sucre : 4 m³

Plaquette de peuplier : 6,6 m³

Plaquette de résineux : 6,25 m³

Lorsqu’on considère les besoins d’entreposage et qu’on ajoute à la masse volumique le

PCI sur base humide, les écarts entre les produits augmentent encore davantage. En

effet, si on compare du granulé à un taux d’humidité de 7 % et de la plaquette des

essences mentionnées à un taux d’humidité de 25 % et qu’on souhaite entreposer

± 50 000 kWh d’énergie brute [soit l’équivalent de ± 5 000 litres de mazout (réservoir de

± 6 m³)], on obtient les besoins d’entreposage suivants :

Granulé : 17,2 m³

Plaquette d’érable à sucre : 52 m³

Plaquette de peuplier : 86 m³

Plaquette de résineux : 81 m³

Le volume de la réserve requise pour entreposer le biocombustible

nécessaire à l’opération d’une chaufferie à la biomasse variera selon le

type de combustible utilisé (granulé ou plaquette) et selon l’essence du

bois utilisé (érable vs peuplier ou résineux) et son taux d’humidité. Par

exemple, si on veut une autonomie correspondant à l’énergie contenue (±

50 000 kWh) dans 5 000 litres d’huile, il faudra une réserve pouvant

contenir 17,2 m³ de granulé, soit un espace trois fois plus grand environ

que le réservoir d’huile. Si on utilise de la plaquette, dont le taux

d’humidité moyen serait de 25 %, et qui serait obtenue à partir

d’essences de feuillus durs comme l’érable, l’espace requis pour la

même quantité d’énergie serait approximativement trois fois plus

important que celui nécessaire à l’entreposage du granulé. Enfin, si au

lieu de feuillus durs, la plaquette est obtenue à partir de peuplier ou

d’essences résineuses, l’espace requis pour son entreposage sera cinq

fois plus grand environ que pour le granulé.



3.3.4 Contaminants et cendre

3.3.4.1 Contaminants

Le bois naturel ne contient pas de contaminant pouvant représenter un problème

d’utilisation à sa combustion. Toutefois, on retrouve sur le marché du biocombustible

préparé à partir de bois de construction, rénovation et démolition (CRD) qui peut contenir

différents contaminants. Les contaminants peuvent être classés en trois grands groupes,

les contaminants chimiques (issus des produits de traitement du bois (peinture, teinture,

solvant, colle, etc.), les produits connexes (gypse, laine minérale, plastique, métal, etc.)

et les contaminants naturels (terre, sable, gravier). Les deux premiers sont interdits dans

tout équipement de combustion de moins de 3 MW. Les contaminants naturels sont, bien

entendu, à minimiser. Cette matière est présente dans les plaquettes ou les granules en

infime quantité chez les producteurs consciencieux et elle se retrouvera dans la cendre

naturelle issue de la combustion du bois. Il est toutefois important de s’assurer que le

mode de production du combustible et les installations d’entreposage soient de nature à

minimiser la présence de ce type de contaminants.

3.3.4.2 Cendre

La cendre est constituée des minéraux contenus dans la biomasse forestière. Les

principaux minéraux qui sont présents dans le bois naturel ont un point de fusion assez

élevé qui n’occasionne pas de formation de mâchefer ou « clinker » aux températures de

combustion contrôlées par les chaudières automatisées à la biomasse forestière. De

plus, le granule standard (taux de cendre inférieur à 0,5 % sur masse sèche) et la

plaquette forestière (taux de ± 1,5 % sur masse sèche) ont un faible taux de cendre ce

qui est peu propice à la production de mâchefer rencontré plus fréquemment avec les

produits de combustion de CRD, de biomasse agricole et d’écorces.

3.4 Chaines d’approvisionnement

En amont des centres de transformation et de conditionnement de la biomasse forestière et des

usines de production de granulé, il y a plusieurs étapes nécessaires à la préparation d’un

combustible de qualité et assurant la protection10 de la ressource (protection des sols, de l’eau,

de la biodiversité et de la production des peuplements forestiers).

Le granulé est livré généralement en camion à benne, semi-remorque à plancher mobile ou en

camion souffleur. Tel que mentionné précédemment, les producteurs de granulé du Québec

offrent la possibilité d’achat en vrac. Ceux-ci ou des entreprises affiliées peuvent prendre en

charge la livraison aux chaufferies. Il est recommandé de convenir d’entente contractuelle,

idéalement pluriannuelle, afin de garantir un approvisionnement tout au long de la saison de

chauffe.

10 http://www.fqcf.coop/wp-content/uploads/2.1_Thiffault-et-coll.-2015.pdf

http://www.fqcf.coop/wp-content/uploads/2.1_Thiffault-et-coll.-2015.pdf



La chaîne d’approvisionnement en plaquette nécessite aussi des ententes contractuelles et,

dans ce cas, elles sont généralement pluriannuelles. En effet, le conditionnement de la

biomasse ou séchage se fait très majoritairement de façon passive (séchage à l’air libre et au

soleil) ce qui fait qu’au moins une saison estivale complète est nécessaire pour obtenir les

résultats souhaités. En général, la biomasse, sous-forme de petites billes de bois, est

accumulée pendant plus d’une année dans la cour du CTCB avant d’être déchiquetée et

entreposée dans un abri.

Figure 10 – Conditionnement à l’air libre et sous abri.

4 LA CHAUFFERIE AUTOMATISÉE

Une chaufferie à la biomasse automatisée fait référence à un bâtiment ou une installation

modulaire qui comprend une réserve du combustible (plaquette ou granulé), un système

d’alimentation du combustible (vis sans fin, convoyeur à raclettes ou système pneumatique)

jusqu’à la chaudière, une petite réserve intermédiaire (introduction dans la chambre de

combustion et coupe-feu), la chaudière proprement dite (une chambre de combustion et un

échangeur thermique), un système de traitement des fumées, un système d’extraction de la

cendre, un système de contrôle (combustion, température, niveau, etc.) et un système de

circulation du fluide caloporteur (eau ou vapeur). On retrouve généralement aussi une chaudière

d’appoint. Le schéma qui suit illustre ces composantes.



Figure 11 – Schéma des composantes d’une chaufferie automatisée.

4.1 Réserve de combustible

La réserve de combustible doit être adaptée à l’ampleur de la consommation, au système

approprié et retenu pour la livraison et à une certaine autonomie d’opération entre chacune des

livraisons. Bien entendu, la réserve devra aussi tenir compte de la masse volumique et de

l’énergie brute que contient le combustible choisi.

Prenons un exemple afin d’illustrer ces concepts. Considérons une chaufferie ayant une

consommation de 30 000 litres de mazout (320 700 kWh) que l’on souhaiterait convertir à la

biomasse. En milieu urbanisé, l’option d’un système au granulé serait généralement retenue.

Une chaudière de 100 kW serait normalement prescrite pour ce type de consommation. Lorsque

celle-ci sera sollicitée à pleine puissance, elle produira 2 400 kWh par jour (24 heures x 100

kW). Une autonomie minimale de trois jours nécessiterait 8 470 kWh d’énergie brute dans la

réserve si l’efficacité de la chaudière atteint 85 % (7 200 kWh/0,85). Si le PCI du granulé est de

4 800 kWh/tm, la réserve devra contenir au minimum 1,77 tm pour une consommation de 8 470



kWh d’énergie brute. Considérant la masse volumique (1,7 m³/tm) et un taux de remplissage11

moyen d’une petite réserve à ± 60 %, la réserve devrait avoir un peu plus de 5 m³.

Le transport d’une quantité aussi faible aurait toutefois un coût beaucoup trop élevé. À l’autre

extrémité du spectre, une livraison avec un camion semi-remorque à plancher mobile pourrait

transporter jusqu’à 35 tm. Une pareille livraison permettrait une autonomie de 2 mois à pleine

puissance et probablement 2,3 à 3 mois en utilisation normale. Une réserve de type « silo » d’un

volume de 65 m³ répondrait à ce scénario. Enfin, une dernière considération serait le nombre de

voyages par saison. Pour les besoins de l’exemple mentionné, 70 tm (320 700 kWh/ 4 800

kWh/tm) de granulé seraient suffisantes pour répondre aux besoins en chauffage. Avec le

camion semi-remorque, deux voyages par année combleraient ces besoins. Une autre approche

pourrait être d’étaler les livraisons sur 6 ou 7 mois à raison d’un voyage en moyenne par mois.

Dans ce cas, un camion à benne ou un camion souffleur d’une contenance de 10 ou 12 tm

serait probablement le meilleur compromis entre le coût de livraison (plus faible avec le transport

de volume important) et l’investissement dans une réserve (plus faible avec une réserve plus

petite).

Le dimensionnement de la réserve doit tenir compte du type de combustible

choisi (granulé ou plaquette), d’une autonomie de fonctionnement (nombre de

jours d’opération sans avoir besoin d’une livraison de combustible), et de

l’équilibre entre les coûts de livraison prévus (en fonction des équipements à

utiliser) et les coûts d’investissements associés à la dimension du type de

réserve choisi. Il est recommandé de confier cette analyse à des professionnels

en la matière et de demander la production de quelques scénarios afin de faire

un choix éclairé.

En milieu rural ou pour des projets ayant de plus grandes consommations, la plaquette est

souvent privilégiée vu son coût plus faible. Le même type d’exercice doit alors être réalisé afin

d’établir la meilleure solution économique entre le coût des livraisons, le coût d’investissement

dans la réserve et les besoins d’une sécurité minimale d’approvisionnement facilitant la

logistique du transport.

11 Le taux de remplissage moyen d’une petite réserve de granule est généralement de l’ordre de

60 %, car lors d’un déchargement avec un camion benne ou une remorque à plancher mobile, le

granulé forme un cône dans la réserve. Ainsi, l’espace occupé par le granulé est toujours moindre

que la contenance totale de la réserve.



Photo : Luc Desrochers

Figure 12 – Réserve de plain-pied avec racleurs carrossables, CSSS de Kamouraska.

Photo : Luc Desrochers

Figure 13 – Réserve en fosse avec pont de déchargement, CSSS Montmagny.



Figure 14 – Exemple12

de réserve en fosse avec dessileur rotatif.

Figure 15 – Réserve en fosse avec toit rétractable, Saint Gilbert.

12 http://www.energieplus-lesite.be/index.php?id=16645

http://www.energieplus-lesite.be/index.php?id=16645



4.2 Système d’alimentation

Le système d’alimentation permet le transport de la réserve à la chaudière. Dans les figures

précédentes, le système de désilleur avec une vis sans fin est généralement utilisé pour les

faibles volumes (15 à 25 m³) de combustible entreposé dans la réserve. Pour les volumes plus

importants, le système de racleurs au fond de la réserve, puis un système de convoyage par vis

ou raclettes est privilégié.

Figure 16 – Systèmes d’alimentation – Désilleur avec vis et racleurs.

4.3 Chaudière

4.3.1 Types de foyer

Le foyer est l’endroit où se déroule la première phase de la combustion de la biomasse. Il

est alimenté en combustible et en air primaire. Il y a quatre principaux types de foyer. La

sélection d’un type de foyer dépend de différents paramètres tels que la puissance de la

chaudière, la granulométrie, la teneur en cendre et le taux d’humidité du combustible

utilisé.

4.3.1.1 Foyer à grille fixe

Ce type de foyer offre une grande robustesse, car son design est simple. Toutefois, sa

plus grande faiblesse est que, comme la grille n’est pas mobile, le combustible se répartit

plus inégalement sur la grille, ce qui peut entraîner une combustion incomplète. Il est

habituellement sélectionné pour des projets d’une plus petite puissance (< 500 kW). Le

combustible utilisé est habituellement plutôt sec (5 à 30% d’humidité), sa granulométrie

est plutôt fine et il se caractérise par une faible teneur en cendre. Son coût est

relativement bas, comparativement à d’autres types de foyer.

4.3.1.2 Foyer volcan Le foyer volcan possède aussi un design simple. Il est conseillé pour des projets de

petite et de moyenne tailles (20 kW à 500 kW). L’utilisation de granules (granulométrie



uniforme et faible taux de cendre) est conseillée pour ce type de foyer. Son coût est

assez bas, comparativement à d’autres types de foyer.

4.3.1.3 Grilles mobiles Ce foyer, muni de sections en mouvement, permet une meilleure mobilisation de la

biomasse et donc un plus grand contrôle de la combustion. Il peut aussi accueillir une

plus vaste gamme de combustibles (20 à 50% d’humidité et 1 à 5% de taux de cendre).

Bien qu’il peut être utilisé dans le cadre de projets de diverse taille, comme il est plus

cher et qu’il est complexe à opérer, il est habituellement préféré pour les projets de plus

grande ampleur (> 500 kW).

4.3.1.4 Foyer à lit fluidisé

De par leur conception, les chaudières à lit fluidisé ont une meilleure flexibilité par rapport

à la qualité des combustibles utilisés. Effectivement, elles peuvent brûler de la biomasse

très humide, jusqu’à 60-65%, et qui a une haute teneur en cendre, comme les écorces

de résineux. Il demeure cependant important de favoriser une granulométrie homogène

et d’éviter la présence de contaminants. Très efficace, ce foyer engendre de faibles

émissions atmosphériques (particulièrement de NOx). Comme ce système est plus

coûteux, il est souvent sélectionné dans le cadre de projets de plus grande taille (5 MW

et plus). Il n’est pas recommandé pour des projets de chauffage de multi logements.

Pour la plupart des multi logements des coopératives d’habitation, les

foyers à grilles fixes et à foyer volcan seront généralement ceux

recommandés (projets dont la puissance des chaudières à la biomasse est

inférieure à 500 kW et dont les fabricants exigent des taux d’humidité

inférieurs à 30 %). Pour les projets nécessitant des puissances plus

importantes et/ou dont le taux d’humidité du biocombustible prévu sera

plus élevé (>35 %), le foyer à grille mobile sera mieux adapté.

4.3.2 Échangeur de chaleur

L’échangeur de chaleur transfère l’énergie (chaleur) des flammes ou des fumées au

fluide caloporteur (eau, vapeur ou air). Cette chaleur peut être transférée par

rayonnement (flammes vers fluide, dans la chambre de combustion) ou par convection

(fumées vers fluide, après la zone de combustion).

Il y a trois types principaux d’échangeur de chaleur : à tube d’eau, à tube de fumée et

hybride. Le type d’échangeur doit être sélectionné selon la configuration de la chaudière

et le fluide caloporteur. Certains échangeurs de chaleur sont munis d’un système de

nettoyage automatique leur permettant de maintenir une efficacité d’échange thermique

élevée.



4.3.2.1 Échangeur à tube d’eau

Il est habituellement utilisé pour les projets de production de vapeur à pression élevée (>

1000 kPa). Il est plus coûteux que l’échangeur à tube de fumée et il est utilisé pour les

projets de plus grande puissance (10 à 900 MW).

4.3.2.2 Échangeur à tube de fumée Il est sélectionné pour les projets de chauffage à l’eau chaude et pour la production de

vapeur à pression faible (< 1000 kPa), de plus petite taille (< 30 MW). C’est le type

d’échangeur le plus approprié pour les projets des coopératives d’habitation.

4.3.2.3 Échangeur hybride

L’échangeur hybride comporte une partie de l’échangeur avec tube de fumée et une

partie avec tube d’eau. Il est sélectionné afin de réduire les coûts des projets de

production de vapeur tout en se conformant à un niveau de surveillance moins

contraignant que celui qu’exige une chaudière à tube de fumée d’une puissance

supérieure à 6 MW.

4.3.3 Système de traitement des fumées et de récupération des particules

fines

Comme son nom l’indique, le système de traitement des fumées a pour fonction de

débarrasser les gaz de combustion des particules fines en suspension qu’ils contiennent

avant qu’ils soient évacués dans l’atmosphère. Quatre types principaux de système sont

disponibles sur le marché : le dépoussiéreur multicyclone, le filtre à manches, le laveur de

gaz et le précipitateur électrostatique. La sélection du système adéquat est basée sur les

caractéristiques du combustible utilisé et la puissance de la chaudière. L’objectif est de

répondre, voire de performer davantage que les actuelles normes de qualité de l’air en

place (Règlement sur l’assainissement de l’atmosphère) et donc de réduire les impacts sur

la qualité de l’air et la santé humaine.

Il est à noter qu’en amont du traitement des fumées, la qualité du combustible et la qualité

de la combustion (contrôle optimal des températures de combustion, des quantités d’air

primaire et secondaire introduites et de leur vitesse) sont à la base des performances des

systèmes de traitement des fumées et de la qualité de l’air émis à la sortie des cheminées.

Tableau 1 – Normes d’émissions de particules pour appareil de combustion



La plupart des chaudières disponibles sur le marché québécois sont en mesure de faire

mieux et, même beaucoup mieux, que la norme indiquée ci-dessus. Tel que déjà

mentionné, plus la qualité du combustible exigée par le fabricant sera respectée, voire

d’une qualité supérieure, plus les performances des équipements seront élevées.

4.3.3.1 Dépoussiéreur multicyclone

Ce système est simple, robuste (pas de pièce mécanique en mouvement) et les coûts

liés à son exploitation sont relativement bas, puisque son entretien repose surtout sur un

nettoyage périodique des cyclones. Toutefois, il est plus efficace pour les grosses

particules que pour les particules fines. Il est donc associé à l’utilisation d’une biomasse

de bonne qualité (ex. : homogénéité des caractéristiques). C’est le système le plus

répandu.

4.3.3.2 Filtre à manches Ce filtre est complémentaire au dépoussiéreur multicyclone. Il permet de capter les

particules les plus fines. Toutefois, ce système est plus coûteux puisqu’il est nécessaire

de changer les manches régulièrement (à toutes les 25 000 heures). De plus, puisque

ces derniers peuvent être inflammables, il est nécessaire de mettre en place un système

de blocage des particules incandescentes. Ce système est particulièrement utilisé en

milieu industriel et associé à la combustion d’une biomasse de mauvaise qualité.

4.3.3.3 Précipitateur électrostatique

Ce système est aussi complémentaire au dépoussiéreur multicyclone. Il est très efficace

pour capter tous les types de particule. Contrairement au filtre à manches, il n’est pas

sensible aux particules incandescentes. Toutefois, il est habituellement choisi pour des

projets de grande puissance (papetière et incinérateur municipal), puisqu’il suppose des

coûts importants d’acquisition, en plus des coûts d’opération (opérateur spécialisé) et de

maintenance supérieurs.

4.3.3.4 Laveur de gaz

Tout comme le précipitateur électrostatique et le filtre à manches, ce système de filtration

est complémentaire au dépoussiéreur multicyclone. Cependant, le laveur de gaz est très

peu utilisé actuellement pour les chaufferies de faible et moyenne puissance. Le laveur

de gaz consiste à répartir des gouttelettes d’eau à travers les fumées. Les contaminants

sont donc absorbés par l’eau. L’eau est ensuite filtrée et traitée. Cette technologie est

intéressante pour récupérer la chaleur des gaz de combustion.

4.3.4 Extraction de la cendre

Ce système automatisé permet d’évacuer la cendre de la chaudière par un convoyeur et

de l’acheminer vers un lieu d’entreposage (bac à cendre). Dans les chaufferies de plus

grande puissance (> 1 MW), le bac à cendre peut être une remorque externe à la

chaufferie et le système de convoyage amène directement la cendre à cette remorque afin

de faciliter la disposition de la cendre.



Figure 17 – Remorque adaptée à l’extraction automatisée de la cendre.

4.3.5 Système de contrôle de la combustion et des autres équipements

Il s’agit d’un système entièrement automatisé qui contrôle les dispositifs d’alimentation en

combustible, la chaudière, ainsi que l’évacuation de la cendre. La production de chaleur

est régulée par un ordinateur relié à des sondes de température et de mesure du taux

d’oxygène dans les gaz qui s’échappent de la cheminée. Cet ordinateur synchronise alors

automatiquement l’alimentation en biomasse, ainsi que celle en air primaire et secondaire

dans la chaudière. Les chaudières sont aussi équipées de systèmes de sécurité et

d’alarme qui permettent d’avertir l’opérateur des principaux problèmes qui pourraient

survenir. Grâce à ce système, une visite journalière est habituellement suffisante pour

vérifier le bon fonctionnement de l’ensemble des composantes de la chaufferie. De plus,

une surveillance et une aide technique à distance peuvent être possibles en s’appuyant

sur les données d’opération acquises par l’intermédiaire de l’ordinateur.

4.3.6 Système de distribution d’énergie

La production d’énergie d’une chaudière à la biomasse peut être acheminée aux différents

systèmes centraux de distribution d’énergie que l’on peut rencontrer dans un bâtiment à

chauffer. Le système le plus commun est celui à eau chaude avec calorifères. On

rencontre aussi des systèmes à eau chaude à planchers radiants. Dans les situations où

la distribution de chaleur est réalisée avec des conduits d’air chaud, un échangeur est

installé dans le conduit d’air principal et l’énergie de l’eau chaude est diffusée dans le flux

d’air passant dans l’échangeur. Enfin, si le système de distribution est à la vapeur, la

chaudière devra être choisie en conséquence afin de pouvoir acheminer l’énergie sous

forme de vapeur au système de distribution du bâtiment. Dans les grandes aires ouvertes,

des aérothermes peuvent être utilisés pour distribuer l’énergie produite dans ce type

d’espace (garage, entrepôt, etc.).



5 LE RÉSEAU DE CHALEUR

5.1 Fonctionnement et composantes

Un réseau de chaleur est une installation qui repose sur une chaufferie centrale qui fournit de la

chaleur à plusieurs bâtiments. Un système de tuyaux isolés et installés dans le sol relie la

chaufferie à ces différents bâtiments. Chacun d’eux est muni d’un échangeur de chaleur et d’un

compteur d’énergie de façon à maintenir le système de production et de transport de l’énergie

dans un circuit fermé et d’être en mesure de déterminer la consommation de chaque bâtiment.

La chaleur est distribuée dans ce système par l’intermédiaire d’un fluide caloporteur (vapeur,

eau, air ou glycol). L’eau est le fluide caloporteur le plus répandu.

Figure 18 – Schéma d’un réseau de chaleur.

6 OPÉRATION ET MAINTENANCE

Une fois la mise en service complétée, la chaudière à la biomasse peut être maintenue en

opération pour assurer les besoins thermiques. La disponibilité de combustible dans la réserve

et la quantité de cendre produite sont les deux principaux éléments à surveiller sur une base

régulière. Puisque le nettoyage des tubes de fumée de la chaudière est généralement

automatisé, la vidange du bac à cendre est la seule action qui est requise en ce qui concerne

l’entretien régulier. Les chaudières de grande puissance sont généralement reliées à une benne

placée à l’extérieur du bâtiment et la cendre y est acheminée par un convoyeur adapté tel

qu’indiqué précédemment.



Chaque fabricant a un programme précis d’entretien de sa chaudière qu’il est important de

suivre rigoureusement. Celui-ci présente des fréquences d’entretien hebdomadaire, mensuel et

annuel. Il faut cependant prendre en compte la qualité de la biomasse utilisée. En effet, les

fréquences recommandées sont basées sur les spécifications du fabricant quant aux

caractéristiques du combustible recommandé. Par contre, si le combustible est de moins bonne

qualité (ex. : plus grande quantité de particules fines, taux de cendre plus élevé ou autres) les

fréquences devront être augmentées.

En général, les paramètres de fonctionnement et le bac à cendre font l’attention d’un suivi

hebdomadaire. Le nettoyage de la grille ou des grilles du foyer est effectué une fois par mois. Le

nettoyage des tubes de fumée et une inspection complète par un technicien spécialisé sont

recommandés à chaque année.

7 DES EXEMPLES DE PROJETS

L’utilisation de la biomasse forestière pour le chauffage de bâtiments de type « multi

logements » est répandue en Europe. Par exemple, différents organismes, gestionnaires

d’importants parcs de logements tels que les Offices publics d’aménagement et de construction

(OPAC)13, ont développé des plans d’actions pour convertir aux énergies renouvelables

(biomasse et solaire particulièrement) un certain nombre de leurs multi logements.

Figure 19 – Multi logements français chauffé avec de la biomasse.

La figure ci-dessus montre un multi logements et l’emplacement de la réserve souterraine de

biomasse en marge du stationnement.

13 http://www.opac-commentry.fr/energie-reseau-de-chaleur---act14.htimage ml http://reseaux-

chaleur.cerema.fr/wp-content/uploads/fiche_ADEME_reseau_bois_Cite_Beaulieu_cle21c719.pdf

http://www.opac-commentry.fr/energie-reseau-de-chaleur---act14.htimage%20ml

http://reseaux-chaleur.cerema.fr/wp-content/uploads/fiche_ADEME_reseau_bois_Cite_Beaulieu_cle21c719.pdf

http://reseaux-chaleur.cerema.fr/wp-content/uploads/fiche_ADEME_reseau_bois_Cite_Beaulieu_cle21c719.pdf



Au Québec, la Cité Verte située en plein cœur de la ville de Québec est certainement le projet le

plus connu et le plus marquant. Une chaufferie d’une puissance de 5 MW capable d’alimenter

en chauffage et en eau chaude domestique 800 logements y est installée.

Photo : Amélie St-Laurent-Samuel

Figure 20 – Chaufferie à la biomasse de la Cité Verte de Québec.


Figure 21 – Alimentation en granule entre le silo (réserve) et les chaudières.




Figure 22 – Vue de trois des quatre chaudières à la biomasse de 1 250 kW de la Cité Verte.


Figure 23 – Salle de contrôle des équipements de production de chaleur – Cité Verte.



7.1 Conditions favorables à l’implantation

L’analyse de certains paramètres permet d’identifier rapidement le potentiel de conversion à la

biomasse d’un système de chauffage d’un bâtiment multi logements.

Le premier de ces critères est certainement la présence ou non d’un système de chauffage

central. On comprendra que les bâtiments, dont le chauffage des logements est réalisé avec

des plinthes électriques dans chacune des pièces des appartements, exigeraient des travaux

très dispendieux pour seulement installer un système centralisé de distribution de l’énergie,

sans compter les coûts de la chaufferie. En général, lorsque le bâtiment utilise une énergie

fossile (mazout, propane ou gaz naturel), le système de distribution d’énergie est centralisé (air

chaud ou eau chaude, et parfois même vapeur). Lorsque ces systèmes sont présents, la

conversion à la biomasse est grandement facilitée.

Le deuxième paramètre est la combinaison du coût du combustible consommé au kWh net ou

utile avec la quantité d’énergie consommée. Ainsi, la conversion d’un système au mazout dont

le coût du kWh net est de 0,101 $14 (voir figure 1) rend un projet plus rentable qu’un projet visant

la conversion d’à peu près la même quantité d’énergie totale, mais dont le combustible serait le

gaz naturel (0,053 $/kWh net – figure 1). L’écart entre le coût du combustible fossile et celui de

la biomasse multiplié par la quantité de kWh nets consommés donne une valeur absolue qui

servira à payer les investissements à réaliser pour installer une chaufferie à la biomasse

forestière. Par exemple, une consommation actuelle de 100 000 litres de mazout génèrerait un

écart de ± 69 000 $ dans la situation où la valeur du litre de mazout serait de 1 $, l’efficacité de

la chaudière serait de 70 % alors que la biomasse utilisée serait des plaquettes au prix de 85

$/tm à un taux d’humidité de 35 % et une chaudière dont l’efficacité serait de 80 %. Si on prend

un exemple similaire, mais dont la consommation serait limitée à 10 000 litres, l’écart serait alors

que de 6 900 $. Or, les coûts d’une chaufferie à la biomasse, par kW de puissance installée,

diminuent constamment avec l’augmentation de la puissance nécessaire pour le projet. On

constatera que lorsque l’écart entre le coût du combustible fossile et le coût du biocombustible

(plaquette ou granule) est faible, mais que la consommation est très élevée, un projet de

conversion à la biomasse peut s’avérer très intéressant.

Le troisième paramètre important est lié à la présence du Programme biomasse forestière

résiduelle de Transition énergétique Québec qui offre une aide à la conversion des systèmes de

chauffage utilisant des énergies fossiles. Comme le programme établit le niveau d’aide avec les

tonnes de gaz à effet de serre (GES) évités, plus le combustible fossile remplacé est polluant et

plus les quantités consommées sont importantes, plus l’aide sera élevée ce qui rendra la

substitution à la biomasse d’autant plus intéressante économiquement.

14 Ce coût de 0,101 $/kWh est basée sur un prix de 0,867 $/litre, un PCI du mazout de

10,69 kWh/litre et une efficacité de la chaudière de 80 %. Actuellement le prix du mazout est

plutôt aux alentours de 1 $/litre et il n’est pas rare de rencontrer de vieilles installations où

l’efficacité de la chaudière au mazout est de 75 ou même 70 %. Si on considère une pareille

efficacité (70 %) et un prix de 1 $/litre, le coût du kWh net serait de 0,134 $.



La conversion à la biomasse forestière d’un système de chauffage d’un multi

logements peut s’avérer très avantageuse économiquement à la condition

qu’un système central de distribution de l’énergie de chauffage soit

actuellement présent (c’est généralement le cas des bâtiments consommant

du mazout, du gaz propane ou du gaz naturel). Lorsque cette situation est

présente, plus le coût du combustible fossile est élevé (ex.: mazout par

rapport au gaz naturel) et plus la consommation est importante, plus le projet

sera intéressant économiquement.

7.2 Programmes d’aide

Le Programme biomasse forestière résiduelle15 de Transition énergétique Québec (TEQ) a reçu

l’appui du gouvernement fédéral en décembre 2017. Une enveloppe de 50 M $ répartis sur trois

ans y a été consacrée pour couvrir la période 2018-2021. Le gouvernement du Québec a

annoncé lors de son dernier budget (mars 2018) qu’il consacrera 45 M $ supplémentaires à ce

programme pour la même période. Un total de 95 M $ est donc disponible pour appuyer de

nombreux projets de conversion.

Le programme accorde une aide de 125 $/tm de GES éq.CO2. Cette aide peut se cumuler sur

10 ans, soit jusqu’à 1 250 $/tm éq.CO2e. Quelques autres critères servent aussi à limiter le

niveau d’aide, dont un maximum de 50 % du coût du projet et un maximum de 3 M $ par projet.

À titre de référence, un multi logements qui consommerait 30 000 litres de mazout léger serait

admissible à une subvention pouvant atteindre 100 000 $. À 30 000 m³ de gaz naturel, l’aide

peut atteindre 68 000 $.

Les coopératives d’habitation pourraient aussi s’intégrer dans un projet de réseau de chaleur

impliquant des bâtiments municipaux. La Fédération canadienne des municipalités offre, à partir

du Fonds vert municipal, un programme « Systèmes énergétiques collectifs16 ». Ce programme

offre du financement très avantageux et une subvention représentant 15 % du montant du prêt

accordé. Les aides de ses deux programmes peuvent être cumulatives jusqu’à un maximum de

75 % du coût du projet.

15 http://www.transitionenergetique.gouv.qc.ca/en/business-clientele/biomasse-forestiere-

residuelle/#.WteAyS7wa1s 16

https://fcm.ca/accueil/programmes/fonds-municipal-vert/ce-que-nous-

finan%C3%A7ons/admissibilit%C3%A9/financement---%C3%A9nergie.htm

http://www.transitionenergetique.gouv.qc.ca/en/business-clientele/biomasse-forestiere-residuelle/#.WteAyS7wa1s

http://www.transitionenergetique.gouv.qc.ca/en/business-clientele/biomasse-forestiere-residuelle/#.WteAyS7wa1s

https://fcm.ca/accueil/programmes/fonds-municipal-vert/ce-que-nous-finan%C3%A7ons/admissibilit%C3%A9/financement---%C3%A9nergie.htm

https://fcm.ca/accueil/programmes/fonds-municipal-vert/ce-que-nous-finan%C3%A7ons/admissibilit%C3%A9/financement---%C3%A9nergie.htm



7.3 Analyse préliminaire pour un cas existant

La Confédération québécoise des coopératives d’habitation (CQCH) souhaitait obtenir une

analyse préliminaire d’un des multi logements de son réseau afin de présenter concrètement le

type de projet que pourrait représenter une conversion à la biomasse. Le bâtiment proposé par

la CQCH est situé au 3735, rue Sicotte à Québec. C’est un immeuble appartement de

25 logements. La consommation annuelle en mazout léger est d’environ 25 000 litres. La

chaufferie existante est localisée au sous-sol dans la partie centrale à proximité du mur arrière

du bâtiment. Voici une vue en plan du bâtiment avec l’emplacement approximatif de la

chaufferie existante et la chaufferie au granule de bois projetée :

Figure 24 – Vue aérienne du multi logements – analyse préliminaire d’un cas existant.

La chaufferie existante est composée de trois chaudières à l’eau chaude d’environ 60 kW

utilisés pour le chauffage du bâtiment et la production d’eau chaude domestique. La

consommation annuelle en mazout pourrait être substituée par environ 55 tonnes métriques de

granule de bois. Pour l’analyse, la dimension de la réserve de granule envisagée est d’environ

45 tonnes. Cette réserve permet une autonomie élevée et l’utilisation d’un camion de livraison

d’une capacité de 40 tonnes, ce qui réduit les coûts de livraison. Toutefois, une réserve de 25

ou 30 tonnes pourrait tout aussi bien convenir. Si tel était le cas, il faudrait alors adapter les

équipements de livraison à 20 ou 25 tm. La chaufferie existante est conservée et une chaufferie

modulaire est installée à l’extérieur, tel que représenté dans le dessin 3D ci-dessous.

Chaufferie

existante

Chaufferie

granule

Silo

granule

Tuyauterie

souterraine



Figure 25 – Vue en 3D du multi logements, de la chaufferie modulaire et de la réserve.

Il existe différents modèles de chaudière au granule de bois de grande qualité et qui sont

disponibles au Québec. Le modèle Okofen de 56 kW installé en cascade a été sélectionné pour

les actuels besoins de l’analyse. Ce modèle de chaudière possède les approbations CSA et

ASME requises. L’utilisation de deux chaudières en cascade permet une meilleure modulation

en fonction de la demande de chauffage.

Figure 26 – Modèle de chaudière en cascade fonctionnant au granule de bois.

La surface au sol des deux chaudières est d’environ 2,6 m². La manipulation de deux petites

chaudières est plus simple puisque les dimensions et le poids sont moins importants qu’une

seule chaudière de 100 kW. Ce modèle de chaudière peut passer dans un cadre de porte

standard.

La solution retenue dans la présente analyse comporte l’installation d’un silo à granulé de

45 tonnes, un module de chaufferie de 112 kW ainsi qu’un réseau souterrain pour transférer

l’énergie produite avec la biomasse à la chaufferie existante. L’annexe 1 présente un exemple

de schéma de principe du réseau.

Immeuble de 24 logements

Chaufferie

100 kW

Silo de granule de

40 tonnes



Le coût de réalisation du projet est détaillé dans le tableau suivant.

Tableau 2 – Estimation préliminaire du coût : projet biomasse – cas existant

Une alternative à la solution retenue serait d’installer les chaudières à granule dans la chaufferie

existante. Tel que présenté à la figure suivante, ce modèle de chaudière pourrait remplacer les

chaudières dans la chaufferie existante. Une réserve d’environ 10 tonnes de granule pourrait

remplacer l’espace occupé par le réservoir de mazout. Cette solution n’a pas été analysée

puisque ce modèle de réserve de granule aurait nécessité plus de cinq livraisons par année, ce

qui augmente les coûts du combustible. Par contre, le coût du projet serait moins élevé que la

solution présentement analysée. Une visite par le représentant Okofen pourrait être effectuée

s’il y a un intérêt pour cette configuration.

Figure 27 – Modèle de chaudière en cascade fonctionnant au granule de bois.

Au point de vue économique, les économies sur le coût du combustible serait de l’ordre de

12 000 $ par année (25 000 litres de mazout à 1,00 $/litre – 55 tm à 232 $/tm livrée). L’aide

pouvant être accordée par le Programme biomasse forestière de TEQ pourrait atteindre

83 200 $, mais serait limitée, dans le cas actuel à 73 850 $ (maximum 50 % du coût du projet

Description Coûts

2 chaudières Okofen de 56 kW 50 000 $

Chaufferie modulaire 20 000 $

Réservoir de granule 40 tonnes 15 000 $

Cheminée 6 000 $

Plomberie chaufferie 9 000 $

Raccordement à la chaufferie existante 8 000 $

Livraison, installation et mise en route 10 000 $

Électricité 5 000 $

Sous-total 123 000 $

Ingénierie 5% 6 200 $

Administration et gestion 5% 6 200 $

Contingences 10% 12 300 $

Total 147 700 $



établi à 147 700 $). Si on prend une réserve financière supplémentaire de 2 000 $ pour le projet

biomasse (frais d’entretien, d’assurances et autres), une économie de 10 000 $ par rapport au

combustible fossile permettrait d’obtenir un retour simple sur investissement (RSI) de 7,4 ans

(73 850 $ d’investissement net / 10 000 $).

7.4 Analyse préliminaire pour un cas à construire

La CQCH souhaitait aussi présenter une analyse préliminaire d’un cas à construire. L’analyse

qui suit porte donc sur une nouvelle construction ou un immeuble dont on aurait prévu l’espace

suffisant pour accueillir les chaudières à granule au sous-sol. La dimension minimale du local

technique requis pour deux chaudières Okofen est d’environ 10 pieds x 15 pieds, tel que

présenté dans la vue en plan suivante. La chaufferie doit aussi prévoir l’espace nécessaire pour

l’installation d’une chaudière au propane d’environ 60 kW en appoint, ainsi que le réservoir

d’eau domestique et autres équipements de plomberie requis.

Figure 28 – Blocage d’espace - Installation de chaudières (2 x 56 kW) à granule de bois.

La solution retenue dans la présente analyse comporte l’installation d’un silo à granulé de

40 tonnes, de deux chaudières à granule de 56 kW, d’un réservoir d’accumulation pour l’eau

domestique et d’une chaudière au propane de 60 kW.

Le coût de réalisation du projet est détaillé dans le tableau suivant.

102'' (2590 mm)

15 pi.

10 p

i.

42''

(107

0 m

m)

Dimension du local technique pour 2 chaudières Okofen 56 kW : 10 pi. x 15 pi.

Dégagement autour des chaudières : 3 pi.Hauteur minimale : 7 pi.



Tableau 3 – Estimation préliminaire du coût : projet biomasse – cas à construire

Au point de vue économique, si on fait l’hypothèse que la consommation énergétique est la

même que le cas existant, les économies sur le coût du combustible seraient aussi de l’ordre de

12 000 $ par année (25 000 litres de mazout à 1,00 $/litre – 55 tm à 232 $/tm livrée). L’aide

pouvant être accordée par le Programme biomasse forestière de TEQ pourrait atteindre

83 200 $, mais serait limitée, dans le cas de figure actuel à 63 050 $ (maximum 50 % de coût du

projet établi à 126 100 $). Si on prend une réserve financière supplémentaire de 2 000 $ pour le

projet biomasse (frais d’entretien, d’assurances et autres), une économie de 10 000 $ par

rapport au combustible fossile permettrait d’obtenir un retour simple sur investissement (RSI) de

6,2 ans (63 050 $ d’investissement net / 10 000 $).

7.5 Analyse préliminaire pour un réseau de chaleur de plusieurs

bâtiments

L’analyse qui suit porte sur l’implantation d’une nouvelle chaufferie biomasse pour le chauffage

de plusieurs bâtiments situés à proximité. La vue aérienne suivante permet d’avoir un aperçu

du réseau de chaleur qui pourrait être implanté dans le secteur du bâtiment proposé par la

CQCH. Pour la présente analyse, aucune visite n’a été réalisée pour vérifier les contraintes et la

faisabilité technique. L’objectif est simplement de présenter un exemple de système de

chauffage collectif.

Description Coûts

2 chaudières Okofen de 56 kW 50 000 $

Chaudière au propane d'appoint 60 kW 5 000 $

Installation chaudière au propane d'appoint 5 000 $

Réservoir de granule 40 tonnes 15 000 $

Cheminée 6 000 $Plomberie chaufferie 9 000 $

Livraison, installation et mise en route 10 000 $

Électricité 5 000 $

Sous-total 105 000 $

Ingénierie 5% 5 300 $

Administration et gestion 5% 5 300 $Contingences 10% 10 500 $

Total 126 100 $



Figure 29 – Exemple d’un réseau de chaleur potentiel.

Le réseau de chaleur présenté ci-dessus comporte sept bâtiments connectés en réseau par une

tuyauterie préisolée enfouie à une profondeur d’environ 1 mètre. Chacun des bâtiments

conservent sa chaufferie qui peut être utilisée en cas de besoin. La nouvelle chaufferie

biomasse distribue la chaleur à chaque bâtiment et l’énergie consommée est mesurée par un

compteur d’énergie.

La chaufferie biomasse centrale permet d’utiliser du granule ou des plaquettes. La chaufferie

biomasse conçue pour utiliser des plaquettes peut utiliser du granule au besoin. Toutefois, la

chaufferie biomasse conçue pour utiliser du granule ne peut pas utiliser des plaquettes. Une

chaufferie centrale est intéressante afin de centraliser l’opération et la maintenance des

équipements. Certains gestionnaires de bâtiments préfèrent seulement acheter de l’énergie

sans avoir la responsabilité des équipements de production de chaleur.

La comparaison sommaire des deux scénarios est présentée dans le tableau suivant.

Bâtiment #2

Bâtiment #1

Bâtiment #4

Bâtiment #7

Bâtiment #6

Bâtiment #5Bâtiment #3

Chaufferie

20 m

25 m

25 m

40 m

15 m

25 m

20 m

60 m

15 m

35 m

35 m

25 m2"

2"

2"

2"

2"

2"

2"

4"

4"4"

4"

4"



Tableau 4 – Comparaison d’une chaufferie biomasse centrale fonctionnant

au granule vs plaquettes

7.6 Étapes de réalisation d’un projet de conversion

Une coopérative d’habitation, qui a de l’intérêt pour la conversion de son système de chauffage

actuel pour un système de chauffage utilisant la biomasse forestière, doit d’abord qualifier le

potentiel technico-économique de son projet (« faible » potentiel, potentiel « intéressant »,

potentiel « très intéressant »). Comme cela a été mentionné précédemment, l’analyse peut être

faite relativement facilement en recueillant quelques informations de base (chauffage centralisé

ou non, quantité de combustibles fossiles consommés annuellement, quantité d’électricité

consommée en chauffage). À partir de ces informations, une estimation rapide du potentiel du

projet peut être obtenue de firmes spécialisées en chauffage à la biomasse forestière tel que le

Service Forêt-Énergie (http://www.fqcf.coop/biomasse/) filiale de la FQCF, le service des

énergies renouvelables chez Sonic (www.sonic.coop), filiale de la Coop fédérée et autres, ou

encore Vision Biomasse Québec (http://visionbiomassequebec.org/), un organisme regroupant

de nombreuses organisations impliquées dans le développement de la filière. Les étapes

subséquentes consistent généralement à :

Granule Plaquettes

Mazout litres 169 000 169 000

Énergie totale kWh 1 445 288 1 445 288

Coût de chauffage $ 169 000 $ 169 000 $

Coût de l'énergie $/kWh 0,117 $ 0,117 $

Biomasse tmv 335,0 458,0

Mazout litres 16 900,0 16 900,0

Énergie totale kWh 1 445 288 1 445 288

Coût de chauffage* $ 111 949 $ 86 529 $

Coût de l'énergie* $/kWh 0,077 $ 0,060 $

Économies $ 57 051 $ 82 471 $

Coût du projet $ 835 000 $ 985 000 $

Subvention TEQ $ 417 500 $ 492 500 $

Coût du projet avec

subvention$ 417 500 $ 492 500 $

RSI avec subvention ans 7,3 6,0

Réduction des GES T CO2 404,9 404,4

* Inclut les frais de surveillance, d'entretien et d'électricité supplémentaires.

Prix du granule utilisé : 232 $/tmv à 8% d'humidité

Prix de plaquettes utilisées : 100 $/tmv à 30% d'humidité

Chaufferie à biomasse centraleR

ÉFÉR

ENC

EB

IOM

ASS

E

http://www.fqcf.coop/biomasse/

http://www.sonic.coop/

http://visionbiomassequebec.org/



Réalisation d’une étude de préfaisabilité (analyse technico-économique de base);

Dépôt d’une demande d’aide financière au programme biomasse forestière de Transition

énergétique Québec;

Finalisation du financement du projet;

Réalisation des plans d’implantation;

Choix du ou des fournisseurs (appel d’offres et contrats de réalisation et

d’approvisionnement);

Implantation

Opération

Les projets de construction d’un nouveau bâtiments suivent généralement un cheminement

semblable dès lors que la coopérative d’habitation fait le choix d’un système centralisé de

chauffage du multi logements.

8 CONCLUSION

Les nouvelles chaudières automatisées à la biomasse forestière (plaquettes ou granule) sont

des équipements très performants permettant de réaliser des économies à moyen et long

termes. De plus, lorsqu’on remplace des combustibles fossiles, l’utilisation de la biomasse

forestière contribue à la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Un programme

avantageux, le Programme biomasse forestière de Transition énergétique Québec, réduit

considérablement la charge des coûts d’investissement lorsqu’il y a substitution de combustible

fossile ce qui permet de générer des économies substantielles dans un horizon de temps plus

court.

L’utilisation de chaufferies à la biomasse complètement automatisées a connu un

développement fulgurant en Europe au cours des 15 à 20 dernières années et la technologie de

ces équipements a grandement évolué. Plusieurs des meilleurs fabricants européens sont

maintenant présents sur le marché québécois et il est actuellement possible d’avoir accès à ces

technologies de pointe pour réaliser des projets performants.

La solution qu’offrent les biocombustibles (plaquette et granule) pour la production de chaleur

est certainement à considérer quand on pense à diminuer son empreinte carbone, car elle est

très concurrentielle [coût du combustible de 0,033 $/kWh pour la plaquette et 0,056 $/kWh pour

le granule (voir figure 1)] par rapport aux énergies conventionnelles.



Liste des annexes



ANNEXE 1 – Schéma de principe – réseau chaufferie biomasse et chaufferie existante

Projet : Chaufferie granule à l'extérieur d'un bâtiment existant

Schéma de principe

Réservoir

de mélange 500 litres

72ºC

82ºC

Réseau de chauffage du bâtiment existant (approximatif)

Chaudière

mazout #2

2''

2''

Alimentation eau chaude

Retour eau chaude

2'' 2''

3''

70 GPM

2''

2''3''

3''

Chaudière

granule #1 Okofen 56kW

88ºC

78ºC

20 GPM

2''

2''

Compteur kWh réseau

2''

2''

Chaudière

granule #2 Okofen 56kW

88ºC

78ºC

20 GPM

2''

2''2''

2''

Chaudière

mazout #1

2''

2''

2''

Chaudière

mazout #3

Réservoir

ECD avec

échangeur

Eau froide domestique

5ºC

Eau chaude domestique

Réseau de la chaufferie granule

Documents

CHAUFFAGE À LA BIOMASSE FORESTIÈRE d'une... · leur apport à ce document et plus particulièrement, Amélie St-Laurent-Samuel, Nature Québec, Evelyne Thiffault, Université Laval,